Development and field evaluation of molecular techniques for monitoring toxigenic cyanobacteria in water
Bibliographic record
Abstract
L'occurrence très fréquente d'efflorescences en eau douce constitue une importante menace à la santé humaine et environnementale. Les microcystines sont les cyanotoxines les plus communes et la caractérisation microscopique d'efflorescences toxigènes pose souvent un défi. Ce projet de recherche vise à développer et évaluer des approches axées sur l'amplification en chaîne par polymérase (ACP) pour améliorer le suivi des cyanobactéries toxigènes dans les lacs d'eau douce du Canada. Des études préliminaires évaluant l'utilité, dans la détection quantitative par ACP (qACP) de souches de Microcystis actives ou inactives en production de microcystine, d'une série de gènes codant pour les sous-unités de la microcystine synthétase (mcy), démontra que les tests visant l'identification d'une portion des gènes mcyA, mcyE, ou mcyG permit l'estimation de la quantité de souches de Microcystis toxigènes dans des échantillons d'eau de la Baie Missisquoi, Québec. Les équivalents en cellules de Microcystis toxigènes pour les gènes mcyA, mcyE, ou mcyG furent fortement associés (p<0.05; R2>0.90) au compte total de Microcystis obtenu par microscopie. De plus, les trois tests réussirent à quantifier les cellules de Microcystis ayant le potentiel d'être toxigènes dans des échantillons ayant une teneur en microcystine indétectable, laissant présager leur utilité potentielle dans un système d'alerte précoce pour les cyanobactéries toxigènes. Afin d'évaluer l'utilité des tests moléculaires élaborés pour estimer la teneur en Microcystis toxigènes, des études en laboratoire furent entreprises afin d'évaluer comment la teneur en gènes mcy et la biomasse de différents assemblages mixtes d'une espèce toxigène de Microcystis et d'une espèce non-toxigène d'Anabaena pourraient varier sous divers régimes d'azote, de phosphore, de température et de lumière. Les résultats démontrent une dépendance des taux de croissance, quotas en microcystine cellulaire et gène mcyE sur les nutriments et conditions de température et sur la présence de cyanobactéries compétitrices. Les changements dans le nombre de copies de mcyE furent souvent le reflet du taux de croissance de M. aeruginosa CPCC 299, ce qui implique un jumelage entre la production de mcyE et la croissance cellulaire.L'étude développa et adopta une approche qACP multiplexe pour la quantification simultanée des génotypes d'Anabaena, Microcystis, et Planktothrix produisant de la microcystine dans la Baie Missisquoi. En laboratoire, le test multiplex s'avéra très sensible et spécifique aux souches d'Anabaena, Microcystis, et Planktothrix portant le gène mcyE. Les valeurs de R2 pour la courbe d'étalonnage excédèrent 0.99, et les efficacités de réaction excédèrent 90%. L'analyse des échantillons souligna que Microcystis spp. était le principal présumé producteur de microcystine durant les périodes d'échantillonnage de 2010 et 2011. Enfin, les tests qACP développés servirent à l'étude de l'expression génique de mcyE dans Microcystis et Planktothrix, en parallèle au changement du nombre de copies de mcyE, la biomasse cyanobactérienne et les concentrations en microcystine, afin d'en dériver un indicateur fiable du risque associé à la microcystine. Les produits de transcription de mcyE furent généralement moins élevés dans les cultures mixtes (vs. monocultures), ce qui s'accorde avec la diminution du taux de croissance en cultures mixtes. Lorsque, en cultures maintenues en laboratoire, les concentrations en copies du gène mcyE, le nombre de cellules, et la teneur en chlorophylle a étaient significativement corrélés (p<0.01) avec la teneur en microcystine, le niveau de transcriptions du gène mcyE s'avéra faiblement corrélé au niveau de microcystine. Dans les échantillons, le nombre de copies de mcyE montra une forte association à la teneur en microcystine, suggérant que le nombre de copies de mcyE pourrait être un meilleur indicateur du risque de contamination en microcystine.
Fetched live from OpenAlex and de-inverted. Abstracts are not stored in this database: the inverted indexes are 8.6 GB of the frame’s 9.3 GB of text, and the host has 13 GB free.
How this classification was reachedexpand
Full frame machine prediction
Teacher imitationNot calibrated prevalence, not ground truth. Human validation pending. The Gemma side is a direct model label for every work in the frame, read from the title-only record. The Codex side is a classifier learned from the 10,348 direct Codex labels and calibrated to design-weighted sample rates; fields without enough sample support carry no Codex call. Candidate is the union of the two sides; consensus is their intersection. These outputs are machine_predicted_unvalidated and are not human labels.
Distilled classifier scores by category (both heads)
| Category | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Metaresearch | 0.003 | 0.002 |
| Meta-epidemiology (narrow) | 0.001 | 0.000 |
| Meta-epidemiology (broad) | 0.000 | 0.000 |
| Bibliometrics | 0.001 | 0.001 |
| Science and technology studies | 0.001 | 0.001 |
| Scholarly communication | 0.001 | 0.001 |
| Open science | 0.001 | 0.000 |
| Research integrity | 0.001 | 0.001 |
| Insufficient payload (model declined to judge) | 0.001 | 0.000 |
Machine scores (provisional)
The two teacher heads of the student model, read on this work. A score orders the frame for review; it never asserts a category, and the validation status ships verbatim with every row.
Baseline scores from an immature model (maturity gate not passed, 7 training rounds). Scores rank; they never assert a category.
score_only:v0-immature-baseline · verbatim from the scoring run: score_only means the number may rank works, and no category label ships from itClassification
machine, unvalidatedMachine predicted; a candidate call from one source (direct Gemma or distilled Codex), not a consensus.
How this classification was reached, model by model and score by score, is at the end of the page under "How this classification was reached".